Penentuan Total Gula dan Dosis Starter

NA. Hal tersebut sesuai dengan penelitian Allen 2010. Allen membuktikan bahwa HMF dan furfural dapat memperkecil ukuran sel. Tabel 8. Perbandingan bobot kering sel, jumlah sel dan kadar etanol galur A dan galur NA Parameter Galur Awal Akhir Pertumbuhanx A 0,1093 20,07 183.62 Bobot kering gml NA 0,1980 10,49 52.98 A 1,25 x 10 7 186,75 x 10 7 149,40 Jumlah selml NA 3,03 x 10 7 93,75 x 10 7 31,93 A 5.82 - Kadar etanol bv NA 0 4.02 - Bobot biomassa dan populasi sel berbanding terbalik dengan perubahan total gula. Kemampuan menghasilkan etanol galur teradaptasi lebih baik dari non adaptasi. Kadar etanol tertinggi didapat pada galur A sebesar 5,85 bv sedangkan NA hanya sebesar 4,02 bv. Galur NA menggunakan gula lebih banyak dibandingkan A namun menghasilkan sel dan etanol lebih kecil dari A. Hal tersebut disebabkan oleh penggunaan gula untuk metabolisme sel yang mengarah pada reduksi HMF dan furfural. Pada sel yang terdaptasi kemampuan ini sudah terbentuk sehingga tidak diperlukan lagi sumber energi tambahan untuk melakukannya. Adanya inhibitor dapat memperpanjang fase lag. Sementara proses adaptasi dapat mengurangi fase lag Almeida et al. 2009. Ketika fase lag selesai, maka fase eksponensial dapat dimulai. Substrat yang tersedia pada fase eksponensial kemungkinan masih cukup banyak bagi S. cerevisiae adaptasi. Pada fase ini, Bobot dan jumlah dan sel akan bertambah dengan cepat Shuler dan Kargi 1992. Biomassa yang meningkat dapat meningkatkan produksi etanol. Hal tersebut membuktikan bahwa proses adaptasi dapat meningkatkan kinerja S. cerevisiae dalam memproduksi senyawa metabolit primer maupun metabolit sekunder Shuler dan Kargi 1992. Dari segi ekonomis, penggunaan starter adaptasi juga memiliki keuntungan. Keuntungan didapat karena starter baru tidak diperlukan. Penggunaan starter baru dapat meningkatkan biaya produksi karena harga kultur S. cerevisiae yang memiliki paten cukup mahal. Harga satu tabung reaksi berisi turunan ke-3 dari kultur mikroba yang berasal dari American Type Culture Colection ATCC sekitar 80 pada tahun 2009 Rahayu G 19 Juli 2011, komunikasi pribadi. Efisiensi substrat A lebih rendah dari NA, namun efisiensi fermentasi, rendemen etanol dan rendemen biomassa A lebih besar dari NA. Kadar etanol A lebih besar 1,79 bv Gambar 17, dibandingkan perlakuan NA. Substrat yang digunakan oleh NA mungkin lebih banyak dipakai untuk mereduksi furfural dan HMF dibanding untuk memproduksi etanol. Hal tersebut membuktikan bahwa perlakuan adaptasi dapat meningkatkan rendemen etanol lebih dari 30,78 atau 0,308 gg Gambar 18. 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 efisiensi substrat efisiensi fermentasi rendemen etanol rendemen biomassa . . Gambar 18. Efisiensi substrat dan efisiensi fermentasi dan rendemen etanol tahapan produksi perlakuan A dan NA Rendemen etanol pada penelitian Purba 2011 yang menggunakan hidrolisat asam yang ubi kayu didetoksifikasi dan diabsorbsi dengan arang aktif juga mengalami peningkatan sekitar 61,7 jika dibandingkan dengan perlakuan netralisasi. Detoksifikasi dan absorbsi berfungsi untuk mengurangi kandungan HMF dan furfural di dalam hidrolisat asam, sedangkan proses netralisasi hanya menaikkan nilai pH saja. HMF dan furfural di dalam hidrolisat yang telah didetoksifikasi dan diabsorbsi dengan arang aktif berturut-turut adalah sebesar 0,76 gl dan 0,0014 gl. Hal tersebut membuktikan bahwa HMF dan furfural sangat mempengaruhi kinerja S. cerevisiae. Pada penelitian tersebut S. cerevisiae yang digunakan adalah ragi merk “F” tanpa adaptasi terlebih dahulu terhadap hidrolisat asam ubi kayu. Fermentasi hidrolisat asam ubi kayu yang telah didetoksifikasi dan diabsorbsi dengan arang aktif menggunakan bantuan galur tersebut menghasilkan kadar etanol sebesar 5,00 bv. Kadar etanol yang dihasilkan hampir sama dengan yang dihasilkan dalam penelitian ini yang sebesar 5,82 bv. Hal tersebut membuktikan bahwa proses detoksifikasi secara kimiawi mempunyai fungsi yang sama dengan adaptasi. Adaptasi merupakan detoksifiksi secara biologis Almeida et al. 2009. Sama halnya dengan penelitian Purba 2010, rendemen etanol pada perlakuan kultur S. cerevisiae daur ulang pada penelitian Zhisheng 2004 juga lebih tinggi 40 atau 0,40 gg dibandingkan menggunakan kultur tanpa adaptasi, sehingga proses daur ulang kultur sama fungsinya dengan proses adaptasi. Martin et al 2007 juga berhasil meningkatkan rendemen etanol sebanyak 52,63 dengan teknik adaptasi S. cerevisiae menggunakan hidrolisat bagas. Palmqvist et al. 1999 telah membuktikan bahwa penggunaan kultur adaptasi pada hidrolisat asam kayu spurce meningkatkan pertumbuhan 7x lebih tinggi dibandingkan ragi roti tanpa adaptasi. Peningkatan itu juga menunjukkan bahwa tekhnik adaptasi merupakan salah-satu tehnik yang tepat dalam meningkatkan kadar etanol dalam fermentasi menggunakan hidrolisat asam ubi kayu. 5. SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan Ubi kayu yang digunakan memiliki kadar air sebesar 66,74 dan kadar karbohidrat sebesar 31,24. Hidrolisis ubi kayu 18 wv dengan H 2 SO 4 1M menghasilkan total gula sebesar 235,15 gl, gula reduksi sebesar 215,91 gl dengan nilai DE 91,85. Kadar furfural dalam hidrolisat asam sebanyak 0,72 gl dan HMF sebanyak 3,55 gl. Saccharomyces cerevisiae IPBCC 05.548 dibandingkan dengan ragi curah, ragi merk “F” dan koleksi PAU IPB adalah galur yang paling toleran terhadap senyawa toksik pada hidrolisat asam ubi kayu karena menghasilkan kadar etanol dan rendemen tertinggi berturut-turut sebesar 4,10 bv dan 28,31. Kondisi fermentasi terbaik adalah dengan gula total awal 15 dan dosis starter 2x 0,23 dari gula total awal. Adaptasi sebanyak 9 siklus atau selama 648 jam merupakan perlakuan terbaik untuk galur terpilih karena menghasilkan laju pertumbuhan spesifik S. cerevisiae terbesar yaitu 0,14 gjam dan kadar etanol tertinggi sebesar 4,13 bv. Proses adaptasi dapat meningkatkan toleransi S. cerevisiae IPBCC 05.548 terhadap hidrolisat asam, dengan menghasilkan 30,78 etanol lebih banyak dibandingkan galur yang sama tanpa proses adaptasi dengan konsumsi total gula dan efisiensi substrat sama. S. cerevisiae dari kultur adaptasi dan non-adaptasi berturut-turut menghasilkan etanol 5,82 bv dan 4,02 bv, efisiensi substrat 85,74 dan 93,73, efisensi fermentasi 91,68 dan 58,03, rendemen etanol 43,72 dan 29,60, diikuti rendemen biomassa sebesar 14,2 dan 6,33 .

5.2 Saran

Dari penelitian ini maka disarankan untuk penelitian selanjutnya yaitu: 1. Proses adaptasi secara bertahap dapat dipercepat dengan meningkatkan jumlah senyawa inhibitor murni secara bertahap. 2. S. cerevisiae terpilih dan teradaptasi perlu diuji kestabilan sifatnya. 3. Perlu dilakukan analisis aktivitas enzim yang berkaitan dengan daya adaptasi atau reduksi senyawa toksik seperti enzim ADH, AlDH, dan PDH. LAMPIRAN